Show HN: Bayleaf – 低调的无线分离式键盘制作
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Bayleaf 无线键盘制作
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3 天前
我制作了一个键盘
类型 Wireless & split (无线和分离式) 布局 60% · Ortholinear (正交) 轴体 Kailh · PG1316S 键帽 MFJ · custom design (定制设计) 外壳 CNC machined · aluminum (数控加工·铝制) 尺寸 W139 · L93 · H5 重量 180g 固件 ZMK Studio
动机
我喜欢定制人体工学键盘的原始感。但对于我的第一个严肃的定制作品，我想实现更具商业外观和感觉。由于我没有 CAD 经验，这也是一个学习硬件设计、电子学以及我从未想过需要了解的数百万种其他技能的绝佳机会。
设计决策
- Wireless (无线) — 不可协商，尤其是对于分离式键盘。我不喜欢任何电缆。在游戏时移除我的右侧部分，为鼠标移动腾出空间，这种感觉仍然很神奇。
- Ortholinear (正交) — 我已经习惯了，我之前的两个键盘都是正交的。而且我已经非常熟练地使用它们了。
- Sans stagger (无交错) — 我不反对交错排列，我只是喜欢纯矩形整洁的外观。在硬件层面上，没有交错也更容易操作。
- 布局 — 选择较大的 60% 布局是经过深思熟虑的，为了避免频繁地在我的 Macbook 和台式机之间切换。我也选择了 17×17mm 的轴体间距。
- Ergonomics (人体工学) — 不得不说，这是一种计划好的形式大于功能的处理方式。
- Aluminum (铝) — 为了美观，并获得那种完成的商业外观。牺牲 RF 信号，潜在的 ESD 问题，这些我都能接受。
键盘的最高部分只有 5mm 
两种不同的键帽变化。白色的是原装的，灰色的是定制打印的 MJF 键帽。 
灰色颜色的变化是 SLS/MJF 烧结过程的副作用。对公差没有影响。 
定制打印的 MJF 键帽，按每个键帽的“烘烤”程度从最深到最浅排序。 
我试图捕捉两种键帽之间的声音差异。但是手机麦克风没有做好。
制作记录
Mikefive 在 Reddit 上的键盘帖子给我留下了深刻的印象。他向世界展示了制造商业级、低调且业余爱好者可以访问的人体工程学键盘是可能的。使我更容易下定决心投入时间和资源。所以，我投身其中了。
这个项目始于草图。虽然这些 2D 草图是几个月前创建的，但我重新利用它们来测试组件如何安装在外壳中，并结合我的新想法。
我知道这些设计不会是最终的，所以此时我没有仔细研究尺寸。
然后是可怕的原理图。我在这里没有进行创新，而是为轴体使用了简单的键盘矩阵。这是这种尺寸的 MCU 的标准做法。每行和每列都连接到 MCU 上的自己的引脚输出。总共使用了 11 个引脚。
在原理图之后，我不得不承认在设计 PCB 布局时非常有趣。我最终通过 V 形切割分离了各个侧面，这让我可以徒手折断 PCB。组合这些侧面也使我的文件保持整洁，并且制造成本稍微便宜一些。
实际的逻辑是围绕 nice!nano 微控制器构建的。该控制器具有所有高级功能，例如电源管理和天线，这些功能已内置在其中。这使我能够保持简单，没有额外的 LED，没有屏幕，没有旋转编码器。只有电源和通信所需的最低限度。
设计铝制外壳是另一个难题。这是我第一次使用参数化设计软件，这需要一定程度的脑力重塑。早期，我丢弃了大量接近完成的文件，因为当调整尺寸时它们会随机中断，仅仅是因为我所做的更改顺序不正确。
我计算了大约 100 个外壳版本，然后才确定最终版本。也就是说，对您知道很快会存在于物理世界中的东西进行建模非常鼓舞人心。
我意识到我需要针对 CNC 加工进行优化。这意味着删除任何封闭的悬垂，或钻头无法物理到达的功能。当然，还要删除任何圆钻头无法切割的尖角。
我在完成构建后不久就开始研究定制键帽。原装键帽在配合公差和声音特性方面根本不行。一些研究使我了解了 MJF/SLS 打印，它可以处理 PG1316 轴体所需的小公差。
在撰写本文时，这些键帽仍在 WIP 中，因为我正在测试许多不同的配合和尺寸。我（还）没有 3D 打印机，因此我需要一次性设计所有变体，以节省制造成本，天啊！
组装
厨房成了我的组装工作区。常规 carbonara 的生产被中止。keyboarnaras 的生产开始了。现在你知道这不是 AI 写的了。
工具推荐
- Bismuth based & lead-free low-temp solder paste (铋基和无铅低温焊锡膏)
- Water soluble, no-clean flux (水溶性，免清洗助焊剂)
- Miniware 50x50mm hotplate (迷你型 50x50mm 加热板)
- Isopropyl alcohol for cleaning (异丙醇，用于清洁)
- Standard soldering gear (标准焊接设备)
- Multimeter (万用表)
挑战
在构建过程中，有两个挑战很突出，焊接和清洁。
在 1 毫米厚的 PCB 板上进行加热板焊接会导致翘曲。弯曲的表面很难均匀加热。在每次焊接尝试中，我必须监视：表面接触、回流温度、温度升高曲线、不要过度烹饪、确保轴体对齐、用助焊剂追逐焊锡球，同时不要烫伤自己。我的双手已经满了。
我订购了一个带框架的大型 SMD 钢网，但我最终没有使用它，因为轴体需要一些认真的照看才能确保良好的连接。我发现防止焊接错误的最佳方法是手动涂抹大约是钢网的 3 倍多的焊锡膏。
您可以在第 3 张图片上看到我第一次尝试用加热板焊接的情况。尝试了几次才掌握它。
第二个挑战是清洁。“免清洗”焊锡助焊剂需要清洗掉，以避免氧化。当异丙醇不起作用时，我最终发现用沸水清洗掉助焊剂残留物。我真的应该开始阅读规格。
对湿度敏感的铋焊锡使用起来很脏，导致在焊接过程中非常小的液体焊锡球飞溅到各处。即使是完美的焊接连接也需要手动刷洗和清洁。将轴体分成 4 个一组进行焊接，每次焊接后进行清洁，然后再进行下一步，这有所帮助。
每 5x6 格的轴体花了我整整一天的时间来焊接。它很可能是欧盟最没有效率的制造车间。
几乎完成的右侧。请注意 MCU 的通孔组件，这对于表面贴装构建来说是不好的。糟糕！
结论
尽管有很多可能出错的机会，但事情进展顺利。需要配合的零件确实配合了。电子按需流动。公差能够容忍。没有 Li-Po 电池爆炸成辛辣的枕头样式。由于 ZMK，安装固件轻而易举。
构建中的任何错误都可以在组装过程中修复。我的第一个加热板到达时已损坏 (DOA)，但这只会导致轻微的延迟。我将追逐它注册第一个按键时我所感受到的快感。非常可笑，但那是几个月的工作以 wwwwwwwwwww 的形式显示在我的浏览器选项卡中。
由于键盘的高度较低，因此在键盘上打字非常舒适。不再弯曲手腕。轴体的触发力为 32 克，对于笔记本电脑式轴体来说相当重，并且会产生相当咔哒的声音特性。但是它们的运动感觉很棒。定制键帽确实有助于缓和声音，这很有希望。
最终结论，计划和构建是一次了不起的学习经历。最终产品超出了我的期望。我建造的胃口还没有满足。我期待着很快创建一个更好的版本，并配备更多的技能。
哎呦
当然，并非一切都一帆风顺。以下是我犯的一些错误，这些错误让我很好地谦虚了。
- 没有在轴体的铜焊盘中放置过孔，这导致加热板和 PCB 之间的连接稍差。
- 对 PCB 使用白色阻焊层，过热时会氧化成红色
- 忘记将 nice!nano PCB 封装更改为表面贴装而不是通孔。我不得不在底部贴上聚酰亚胺胶带并手动焊接。最终，这成为了 Mike 的朋友 Coen 在一次聚会上提出的一个不错的解决方案。
- 物理复位按钮仍然会很好，有时唤醒键盘需要复位。目前，该按钮隐藏在外壳下，难以触及。这仅在电池电量非常低时才是个问题。
- 在焊接之前没有对电路板进行预烘烤，焊接过程中，由于滞留的水分，PCB 板上会出现小凸起
- 没有为声学和振动缓解付出更多努力。对外壳进行小幅更改，以更好地处理打字过程中声音的传播方式。
- 算不上真正的哎呦，因为我最后一刻修复了它。订购外壳时，我没有指定在喷砂后对该外壳进行阳极氧化处理。这是防止丑陋氧化和手指脂肪痕迹的重要步骤。
前瞻
以下是下一版本的一些想法。
- 改进的拇指键簇
- 更多的人体工程学设计考虑因素
- 重新思考交错设置
- 物理复位按钮
- 铝制外壳上更多的个性化
- 集成 PCB 组件，以便更好地控制天线位置
- 更长的底盘侧裙，允许临时生产后解决方案，例如添加额外的泡沫层以减少振动并改善声音特性
- 用材料封闭底盘底部，以防止 PCB 自由弯曲，从而进一步减少振动
- 用于旅行的磁铁按扣
- 更大的外壳边框半径
- LED 1x3 阵列指示器，用于显示层和其他命令
- 尝试使用更小的轴体，如 PG1316M，以找到新的有趣的布局
- 指针设备和旋转编码器
社交媒体
常见问题解答
建造花了多长时间？ 花了多少钱？ 为什么叫 Bayleaf 这个名字？ 我可以购买这个键盘吗？ 您打算大规模销售此键盘吗？ 它是开源的吗？ 您使用了哪些制造商？ 您从哪里采购的轴体？ 你是谁？ ← 所有文章Email copied (已复制电子邮件)